数控车床加工中刀具选用的分析

数控车床加工中刀具选用的分析

黄敏 ,林函才

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摘要：目前，数控车床是机械加工中的重要工具，其在现代制造业中有着十分广泛的应用。随着经济全球化进程不断推进以及科学技术水平的提高，制造业对机床性能提出了更高要求和规格，例如高精度、复合化及智能化等，对更高品质和更安全可靠等要求也进一步增加。因此数控车床上使用具有一定特殊功能的刀具来取代传统工具成为必然趋势。基于此，本文章对数控车床加工中刀具选用的分析进行探讨，以供参考。

关键词：数控车床；加工；刀具选用

引言

机械数控加工的效果与刀具的使用密切相关。结合机械数控加工的要求和刀具的基本特性，合理利用刀具资源可以提高机械数控的加工效率。因此，有必要掌握机械数控刀具的特点，总结刀具策略的优化和应用。

一、数控刀具介绍

数控刀具作为数控机床和加工中心用刀具，是数控工艺系统中最重要的组成部分。刀具技术的更新代表着数控加工的高质量发展。数控刀具在国外发展较快，品种多，已形成系列。然而我国对数控刀具的研究开发起步较晚，数控刀具成了工具行业较薄弱的一环。

二、数控车床加工中刀具应用的问题

（一）刀具设置问题

数控机床在加工过程中，主要通过机床的刀具进行切削工作，机床在操作时刀具会出现刀尖圆弧和刀具角度偏移等问题，在实际切削和制造时受到刀尖与刀具的影响，所生产的零部件出现细小偏差，此类偏差不断累积后，会造成零部件产生少切或者多切等问题。

（二）进刀工艺问题

目前数控加工领域中进刀工艺技术的操作方法比较落后,所以,要想有效推动中国数控机械工艺精度的提高,就必须提升与完善进刀工营。这也就要求了进刀技术的实施要求人力相当大,而且在对人力的使用中还面临着一些不稳定的风险问题。同时过多的成本也会造成公司的过多的成本输出,进而增加公司的经济负担。而进刀工艺浪费了大量的人力,又会导致公司内部人才的损耗与流失。并且,在其体的实际应用中一定要选用世界上领先的进刀工艺,因为这样才能够保证工艺质量没有受外部环境的干预和环境影响,对人员素质的提高也有相当大的帮助,可以带动整个经济效益的提高。

（三）刀具管理问题

机械制造行业尤其是数控加工领域，同一批零件加工过程中需配备很多种类、型号各异的刀具，在更换的刀具存取过程中，库管人员需要通过查找先将旧刀具入库放到刀具存储柜中，然后按照新刀具型号查找新刀具存放的位置，再外借并登记出库。如果需要的刀具数量较大，则这种存取方式效率低下，极易出错；而采用智能化管理刀具柜，能科学有效地对刀具进行存取，效率高，省时省力。

三、数控车床加工中刀具选用的建议

（一）加工前检查好刀具

数控车床是一种特殊的机床上加工，它对刀具要求比较高，所以在加工前要仔细检查好切削参数和表面粗糙度，同时还要注意处理工具、夹紧装置及测量仪器等，这些都影响着零件的质量与生产率。因此，需要从以下几方面来提高数控车床质量：（1）选择合理有效地数控系统来保证其具有较高的工作效率与机床精度，从而保证其具有较高的生产率；（2）在数控车床中使用各种刀具，使它能够完成多种加工，并且能达到机床上规定要求；（3）提高对数控技术及装备自动化水平提出了一些建议；（4）要注意在数控车床的生产管理过程中，对机床上人员和操作人员进行必要的技术培训；（5）提高对数控刀具及检测仪器水平、规范其质量。

（二）校正伺服系统误差

伺服系统作为设备运动的主要动力来源，在运行过程中与其他系统具有明显的区别，能够根据不同类型的加工需求和加工水平设定设备运行轨道，使所加工的产品精度达到0.1cm，在加工时，需要控制刀具加工效率和加工范围，保证伺服系统的运转精度。故此，要根据伺服系统运转质量选择高性能的零部件，对于伺服系统加工所出现的误差，需要选择系统开环、闭环及半闭环控制需要，并且通过提高运转效率，减小伺服系统的误差。

（三）视刀具的研磨

拔掉刀子,必然意味着生命的丧失。磨削过程伴随着热,刀具的摩擦与磨损程度成正比,在促进刀具磨损的同时,也增加了机械振动的频率,会对刀具壁和孔位置产生隐蔽的影响,最终导致刀具破裂。因此,优化磨削方法有助于延长工具的使用寿命。在人才培养机制中,要加大刀具研磨训练的强度,引导人员进行刀具研磨过程,逐步探索刀具研磨规律。另外,要注意刀具磨削频率与品种之间的关系,不宜采用单刀法。

（四）应用信息化技术进行进刀工艺的改进

对进刀技术的操作方法的完善,具体是运用先进科技来加以提高与完善。数控机械制造企业也必须应用先进思想和先进工艺,以发挥生产出先进技术的功能,从而有效推动中国数控车床制造技术和进刀加工工艺的提高。而机械加工制造公司和企业也倾注了巨大的时间和心血来完善和提升进刀加工技术,不断地朝着国际先进技术水平而努力,以争取并促进中国加工机械技术的整体开发与提高。

（五）合理选择数控刀具和走刀程序

目前,中国制造业中使用最广泛的数控工具是硬质合金材料。这种材料的数控刀可以完成对精度要求较高的机床工作,切削速度也较理想。技术人员还应结合模具尺寸、形状和材料等因素来选择刀具类型,过大或过小的刀具尺寸会导致加工困难。合理或不合理的过渡方式设计是确定整体加工精度的基础,传统的过渡方式在加工过程中存在许多缺点,导致质量问题;应采用各种粗加工混合方案,有效利用其优点,避免其缺点,以达到较高的精度,提高生产质量。

（六）加大对刀片螺纹的研究

对目前数控系统机械加工工艺的进一步完善,首先要实现对数控车床中刀片螺纹构造的改良与完善。加大了对加工刀刃螺丝扣内部结构的深入研究,进一步提高了技术人员的专业素质技术水平,并主动掌握了世界先进技术水平,针对目前中国国内的数控机械工艺中,进刀加工工序所出现的技术不足与问题实旅提高与完善,使中国机械工业加工刀刃螺丝扣的总体水平达到了世界先进标准技术水平。在进行刀片螺纹构造的研制中,必须保证符合入刃切割和制造规范规定,对螺纹构造、切削方向和强度实施全面监控,提供刀片螺纹构造的特点和规范,以便适应新型数控机械加工的标准和需求。

（七）测量反馈装置

由测量部件和测量电路组成，常用的测量装置有脉冲编码器、旋转编码器、感应同步器等，通过这些测量装置，将刀具和工件的实际速度和位移反馈给数控装置，数控装置根据接收的信号调整运动轨迹，伺服系统做出调整，机床主轴的进给速度或轨迹得以补偿，提高加工精度。

（八）提高刀具配置水平

刀具参数是重要的机械设计依据，因此优化硬件配置对于提升数控加工技术在机械设计中的应用水平具有重要意义。结合机械设计实际需求，对数控加工硬件进行充分分析，在此基础上选定合理的加工设备，保证机械设计的高精度水平。结合硬件的实际使用情况制定针对性的维护方案，通过合理设计最大限度降低对刀具的配置频率，实现对硬件设计程序编制的简化处理，使硬件能够完全符合数控加工生产标准。

结束语

提高数控车床加工精度的工艺优化是机床加工的一项重要内容，其目的在于提高数控车刀具耐用度和切削速度，从而保证工件在加工时获得较高的定位精度。在数控车床加工中，刀具的切削速度对零件质量和生产率有很大影响，所以提高机床上的工艺性能是保证高精度加工后产品合格与否。达到高精度的数控车床，必须在加工过程中对刀具进行适当的修整，使切削速度、工件表面粗糙度及形面位置达到要求。

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